新技術“加持”骨科創傷治療

于榮華 陳豪杰

創傷骨科處理的是一些常見的意外損傷，如摔跤后的骨折，被撞后的肌肉腫脹，劇烈運動導致的關節脫位，以及運動引起的肌肉拉傷等。創傷不僅會導致疼痛、出血、局部水腫，嚴重的還可能出現感染、骨骼畸形，甚至造成永久殘疾或帶來死亡。因此，骨科創傷領域一直是醫學研究的熱點，近年來也涌現出許多新的治療技術。

創傷骨科的傳統治療方式

在接觸新技術前，我們先來了解一下創傷骨科的傳統治療方式，主要包括復位、牽引和固定。

復位是指當患者出現骨折或者脫位后，首先要把骨骼恢復到正常的位置，才有利于創傷恢復。牽引大多數在醫院進行，比如將手臂、大腿懸掛，并以一定的力量進行持續牽拉，以幫助骨骼、關節恢復到正常位置。固定則是使用石膏、小夾板、頸托等輔具固定患處，避免骨折愈合過程中骨骼產生移位甚至畸形愈合。

對于大多數骨科創傷患者而言，使用傳統治療方式就能實現痊愈。但對于創傷情況復雜、手術難度較大的患者，如何保障安全、避免出現永久殘疾甚至死亡，是值得關注的重點。新技術的出現是為了提高手術效率、減少并發癥、改善患者預后，當前已有不少骨科創傷治療新技術展現出了較好的應用前景。

3D打印技術

讓私人定制成為可能

大多數人對3D 打印技術并不陌生。3D 打印技術在汽車制造、建筑等領域有較多應用，可快速制造模型及零部件等。那么，3D 打印技術如何更好地服務于創傷骨科？

首先，3D 打印技術可以幫助骨科醫師進行復雜的骨折診斷。結合患者的術前影像學資料，醫生可采用3D 打印技術打印出特異性、個體化的解剖模型，將患者體內的骨折狀況在體外進行具象化的展示，更有利于精準判斷患者的骨折情況，為后期制訂手術方案提供參考。精準認識患者的骨折部位，也是降低手術風險、減少術中及術后并發癥的有效方式。

3D 打印技術在骨科治療中的重要運用，還體現在可以制作個性化的外固定及內固定器材上。不同于傳統的具有特定規格的骨折固定器材，3D 打印技術可以制作形狀更復雜的模型，還可以通過組合實心及多孔材料，提供更好的材料強度及性能。適宜的固定器械是縮短患者恢復時間的關鍵。得益于3D 打印技術，醫生可以在術前獲得患者的精準解剖結構，提前制作適合患者的內外固定器，從而減少復雜骨折的手術時間，降低術后并發癥的發生率。

3D 打印在創傷骨科中的應用優勢有大量臨床證據支撐，不過由于技術本身的限制，其對創傷骨科醫師提出了較高的要求。并且，將3D 打印設備放置在醫院里也有一定的難度。但是，3D 打印技術正在蓬勃發展，該技術結合人工智能技術，可以大大簡化復雜的數字分割和建模過程。

生物醫用材料

小分子中蘊藏大能量

骨科生物材料主要用于修復、替代或加強骨組織的功能，幫助骨骼愈合和再生。這類生物材料種類有很多，包括金屬、聚合物、生物陶瓷和復合材料。雖然這些材料的組成分子體積較小，但它們對骨科創傷恢復來說必不可少。

傳統的生物醫用材料可能存在內植物易感染、易老化、強度不夠或有金屬毒性等問題。而如今骨科生物醫用材料的創新，就仿佛是為材料附加上了不同的技能屬性。

通過調整金屬合成材料中不同金屬成分的比例，我們可以改變材料的硬度。在產品中添加多聚磷酸鹽、檸檬酸鹽等具有成骨能力的基團，可使材料幫助患者形成新骨骼細胞的能力進一步增強。通過添加復合無機抗菌劑、復合有機抗菌劑和仿生納米結構表面抗菌劑，可增加生物材料的抗菌作用，避免患者出現局部感染。借助納米技術，可以調節細胞增生、修復的相關生物因子融合在生物材料中，促進創傷后修復。

當前，眾多已被證實安全、有效的骨科生物材料正在運用于臨床。未來，通過在生物材料中添加生物活性成分，促進骨損傷修復中的炎癥反應穩態、骨形成、血管形成等過程，將是骨科創傷領域的發展方向之一。

干細胞治療

讓“小孩”長成“大人”模樣

干細胞可以被簡單理解成還沒有徹底分化成熟的細胞，它可以分化“成長”為具有特定功能的細胞，所以，干細胞也被稱為“萬能細胞”。相較于干細胞治療在醫學其他領域的運用，骨骼干細胞更容易獲取，被廣泛認為是再生醫學的潛在發展對象，增加了其在未來的動物研究和臨床應用中的可能性。

應用于骨科創傷領域的干細胞，又稱為骨骼干細胞和骨髓間充質干細胞（BMSCs）。在骨骼細胞領域，它可以被比喻為還沒有分化成熟的“小孩”，通過誘導，可以分化成為任何一種骨細胞。在所有類型的間充質干細胞（MSCs）中，只有BMSCs 才可以在體外形成軟骨盤。

干細胞治療適合于骨折愈合不佳的患者。由于是利用患者自體的細胞進行誘導分化再進行回輸，這一治療方式可以有效地降低并發癥的發生風險。近期有研究者發現，BMSCs 可以讓大型骨骺損傷再生，并形成新的礦化組織。期待在未來我們可以使用這種方法來治療骨科和創傷手術中的大骨缺損。

除了前面提及的新技術，大家關注的還有基因治療等方式。但目前，除了3D 打印技術以及一些生物材料被真正運用到了臨床，干細胞治療、基因治療等技術仍基本處于試驗階段。